[发明专利]测力机构及具有该机构的往复式试验机

权利要求书

1.一种测力机构，设置于往复式试验机，所述往复式试验机包括底座、激振器、冲程推杆、加热台、油盒和托板，所述激振器和所述托板分别设于所述底座，所述冲程推杆可往复移动地穿设于所述激振器并具有自由端，所述自由端设有试验球，所述加热台通过弹性支架设于所述托板上，所述油盒设于所述加热台上，所述试验片设于所述油盒并位于所述试验球下方，所述试验球和所述试验片界定摩擦副；其特征在于，所述测力机构包括：

两个力传感器，分别设于所述托板上，并相对称地连接于所述加热台的沿所述冲程推杆轴向的前后两侧，两个所述力传感器被配置为分别测量所述摩擦副的一对摩擦力；

摩擦力计算单元，连接于两个所述力传感器并被配置为对所述一对摩擦力求差，并对求差后的摩擦力采用组合式形态滤波算法进行处理，得到所述摩擦副的摩擦力。

2.根据权利要求1所述的测力机构，其特征在于，每个所述力传感器包括：

壳体，固定于所述托板上；

连接杆，水平设置且一端连接于所述加热台；

弹性膜，活动设于所述壳体并连接于所述连接杆的另一端；以及

压电晶体，设于所述壳体内并电连接于所述摩擦力计算单元；

其中，所述力传感器被配置为通过所述连接杆带动所述弹性膜接触所述压电晶体，所述压电晶体根据其所受到的所述弹性膜的往复拉力或压力产生电信号，并在所述摩擦力计算单元中以所述电信号表征摩擦力。

3.根据权利要求2所述的测力机构，其特征在于，所述连接杆上设有多个散热鳍片。

4.一种往复式试验机，包括底座、激振器、冲程推杆、加热台、油盒和托板，所述激振器和所述托板分别设于所述底座，所述冲程推杆可往复移动地穿设于所述激振器并具有自由端，所述自由端设有试验球，所述加热台通过弹性支架设于所述托板上，所述油盒设于所述加热台上，所述试验片设于所述油盒并位于所述试验球下方，所述试验球和所述试验片界定摩擦副；其特征在于，所述往复式试验机还包括权利要求1～10任一项所述的测力机构。

5.根据权利要求4所述的往复式试验机，其特征在于，所述托板包括：

上板体，设于所述底座上方；

下板体，固定于所述底座上，且位于所述上板体的下方；以及

浮动结构，设于所述上板体与所述下板体之间；

其中，所述托板通过所述浮动结构在竖直方向上支撑于所述上板体与所述下板体之间，并使所述上板体在水平方向上能够相对所述下板体移动。

6.根据权利要求5所述的往复式试验机，其特征在于，所述底座上设有固定座，所述上板体在水平方向上通过振幅限制结构连接于所述固定座，所述振幅限制结构被配置为调节所述上板体在水平方向上相对于所述下板体的移动的振幅。

7.根据权利要求6所述的往复式试验机，其特征在于，所述浮动结构包括圆柱轴承，所述振幅限制结构包括空气弹簧阻尼器。

8.根据权利要求6所述的往复式试验机，其特征在于，所述浮动结构包括多个薄膜气垫，所述振幅限制结构包括磁致伸缩式执行器，所述上板体设有反馈用加速度传感器；其中，所述反馈用加速度传感器被配置为采集所述上板体相对所述下板体的水平方向上移动的加速度，以此表征所述上板体相对所述下板体的往复振动趋势；其中，所述反馈用加速度传感器电连接于一控制器，所述控制器被配置为根据所述上板体的往复振动趋势的振动信号对所述磁致伸缩式执行器进行闭环跟踪控制，从而调节所述上板体相对所述下板体的往复振动趋势。

9.根据权利要求8所述的往复式试验机，其特征在于，多个所述薄膜气垫沿水平方向相间隔地布置；和/或，所述薄膜气垫呈竖直设置的波纹管状结构。